Datorită dereglare a structurii și prezența hidrogenului în amorf hidrogenat siliciu-ny diferă semnificativ asupra proprietăților optice ale-cer [25] - [30], [36] de siliciu cristalin (Figura 3.2.).
absorbție adecvată sau fundamentală este esențială pentru semiconductor amorf, deoarece determină proprietățile fotoelectrice ma-Therians în spectrul vizibil, și trișeze celule solare ZNA-eficienta si sensibilitatea fotodetector.
Spre deosebire de margine cristale abs-scheniya în semiconductori amorfe, nu are nici o limită clară. În cazul hidrogenat amorf-siliciu-a observat dat exponențială factor de creștere a, care satisface relația empirică [25] - [30], [36]
unde ao - factor pre-exponențial; hv - energie fotonica; Eq - Ener-ogy (parametrul) Urbach;
Aproape de marginea de absorbție predomină tranzițiilor optice care implică rd zone ale statelor cozi distribuite exponențial. Astfel ve parametrul masca Urbach Eq aproape de eqv valoare, care determină pro-tracțiune a cozii benzii de valență, care este considerabil mai mare decât coada banda de conducție eqv> EQC. filmul neligheirate a-Si: H, obținute în condiții optime, caracterizate prin valorile minime ale parametrului ecuației Urbach ( «50 meV). Pentru filme dopate și triplu
aliaje de sase: .. H, unde X = C, Ge, N, O, etc. Valoarea parametrului Urbach poate depăși 100-150 meV.
diferență mare între un-Si: H și siliciu cristalin prin absorbție optică op și determină valorile corespunzătoare ale difference optic lățimea benzii: 1,7-1,8 eV pentru a-Si: H și 1,1 eV pentru siliciu cristalin. O valoare semnificativă de absorbție optică a-Si: H pentru fotoni cu energie hv> 1,7 eV face ca material activ perspek-tive pentru fabricarea de dispozitive care funcționează în domeniul vizibil, unde energia fotonilor are valori cuprinse 1.7-3.0 eV (lumină roșie și respectiv albastră-guvernamentale). Aceasta înseamnă că a-Si de film: schinoy H-Tol doar câteva micrometri pot fi utilizate în dispozitive de fotosensibilitatea-tămâie ridicată în domeniul vizibil, deoarece acestea absorb toate radiațiile incidente.
Decalajul optic de bandă de a-Si: H poate fi determinată de raportul dintre Tăuc
(AHV) 1/2 = const (hv - Eg).
O astfel de dependență (Fig. 3.3), se observă în semiconductori amorfe, dacă marginile benzilor de energie sunt de dispersie și matrice elemente parabolice pentru tranzițiile optice nu depind de energie. Optical-lățime a benzii interzise in filmele-Si: H, sunt utilizate în dispozitive, în mod tipic 1,7-1,8 eV.
O metodă simplificată de determinare bandgap opti-cal se bazează pe presupunerea că, de exemplu egală cu energia fotonilor care corespunde coeficientului de absorbție a = 3-103 cm-1.
. 10% atomic de hidrogen într-Si: H-Uwe lichivaet optic band gap-HN Zo 1.5-1.7 eV, comparativ cu un-Si. La concentrații mai mari, portly în până la 50% la lățimea zonei interzise de a-Si :. H poate ajunge la 2,1 eV. Cu toate acestea, un astfel de material este dificil de controlat pasivizarea rupte con-obligațiuni și să mențină o densitate scăzută a statelor în apropierea midgap. Astfel, în filme de a-Si: H, crescute prin depunere chimică de vapori, de joasă densitate de stări este prevăzută numai la mamele cu un decalaj Le banda de 1.7-1.8 eV. Prin urmare, filmul a-Si: H, utilizată în dispozitive conțin, în general la 5 la 15 atm. % Hidrogen.
Modificați decalajul de bandă și proprietățile optice ale a-Si: H este posibil și aliaje care formează: a-Si: Ge: H, o-SiC: H și a-SiN: H. Astfel, prin schimbarea concentrației de germaniu de la zero la 100%, poate fi redus Shih Rina decalaj banda optica 1.7-1.1 eV. Introducerea suplimentară TION a carbonului și azotului mărește decalajul de banda de 1.7-3.0 și 5,0 eV, respectiv.
În semiconductori amorfe, ca în cristalin lyat posibil pentru a controla decalajul banda optic prin crearea superlattices bazate pe-Si: H / a-Ge: H, a-Si: H /<2-SiC:H, a-Si:H/a-SiN:H многослойных структур. Однако для этих и других аморфных сверхрешеток имеются некоторые огра-ничения, связанные с переносом носителей перпендикулярно слоям, что объ-ясняется наличием гетеропереходов.
În semiconductori amorfe donor tipic și nivelurile de acceptor (în a-Si: H - bor și fosfor, respectiv) sunt suficient de adânc în decalajul banda, iar tranzițiile optice corespunzătoare din cauza absorbției impuritatea-WIDE trebuie să aibă loc în sala de ritm-turii. Cu toate acestea, datorită densității mari de stări distribuite continuu defecte intrinseci tranzițiile optice datorate impurităților io-nization nu pot fi identificate în spectrele de absorbție. Cu toate acestea, introducerea dopanți în a-Si: H poate determina retragerea chenie-de mai multe ordine de concentrare a atârnând obligațiuni Si în diferite stat SG-încărcare. Astfel, efectul de dopaj asupra spectrului de absorbție este absorbția energie crește la 0,5-1,2 eV mai mici decât valoarea nominală a spațiului de mobilitate.
Mai mulți cercetători au legat de prezența unui „coadă“ Urbach în semiconductori amorfe de absorbție excitonic în ele, dar nu se obține dovezi definitive pentru acest lucru.
Analiza datelor relevă două absorbție optică pro-cesiuni special:
• prezența unui „coadă“ cu dependența exponențială a coeficientului de absorbție, ajungând la energii de până la 0,05-0,07 eV. O astfel de coadă de absorbție cauzat aparent eigenstates legate de dereglare structurii materialului;
• existența absorbției optice chiar și cu valori relativ mici ale energiei fotonilor (hv> 1,2 eV), datorită co-localizate în cadrul Stoyanov decalajul de mobilitate care au creat nepereche de electroni tronuri. Acestea acționează stare profundă ca centre de recombinare, durata de viață a purtătorilor de sarcină fotogenerați limitarea-căpcăun.